申请日2015.06.04
公开(公告)日2015.11.11
IPC分类号C09K8/68
摘要
本发明公开了一种采用油田污水配制的冻胶压裂液及其制备方法，该冻胶压裂液包括以下重量百分比的组分：水质调节剂0.01%～1%、杀菌剂0.01%～0.5%、稠化剂0.1%～0.8%、交联剂0.1%～0.5%、破胶剂0.01%～0.5%，余量为油田污水。本发明的采用油田污水配制的冻胶压裂液，具有良好的耐温耐剪切性能，满足现场施工需求;既缓解了水力压裂对水资源的需求，又解决了油田污水的处理问题;具有良好的粘土防膨性，地层伤害率小，从而减少了防膨剂的使用，节约了成本;适用地层范围广，避免了对碱敏、酸敏等敏感地层的伤害，具有良好的经济效益和环境效益，适合推广应用。
摘要附图
权利要求书
1.一种采用油田污水配制的冻胶压裂液，其特征在于：包括以下重量百分比的组分： 水质调节剂0.01%～1%、杀菌剂0.01%～0.5%、稠化剂0.1%～0.8%、交联剂0.1%～0.5%、 破胶剂0.01%～0.5%，余量为油田污水。
2.根据权利要求1所述的采用油田污水配制的冻胶压裂液，其特征在于：所述水质 调节剂为pH调节剂和乙二胺四乙酸钠盐的混合物;所述水质调节剂中，pH调节剂与乙二 胺四乙酸钠盐的质量比为1～2:1～3。
3.根据权利要求2所述的采用油田污水配制的冻胶压裂液，其特征在于：所述pH调 节剂为盐酸或反丁烯二酸。
4.根据权利要求1所述的采用油田污水配制的冻胶压裂液，其特征在于：所述杀菌 剂为戊二醛、异噻唑啉酮中的任意一种或组合。
5.根据权利要求1所述的采用油田污水配制的冻胶压裂液，其特征在于：所述稠化 剂为羟丙基胍胶或羧甲基羟丙基胍胶。
6.根据权利要求1所述的采用油田污水配制的冻胶压裂液，其特征在于：所述交联 剂为pH值为7～8的有机硼交联剂。
7.根据权利要求1所述的采用油田污水配制的冻胶压裂液，其特征在于：所述破胶 剂为过硫酸铵。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的采用油田污水配制的冻胶压裂液，其特征在于： 所述油田污水为油田采出污水、压裂返排液、洗井液、酸化配聚作业废液中的任意一种或 几种的混合物。
9.一种如权利要求1所述的采用油田污水配制的冻胶压裂液的制备方法，其特征在 于：包括下列步骤：
1)取油田污水，依次加入水质调节剂、杀菌剂、稠化剂，搅拌，至稠化剂完全溶胀 后，得基液;
2)取交联剂、破胶剂加入步骤1)所得基液中，混合均匀，即得所述冻胶压裂液。
说明书
一种采用油田污水配制的冻胶压裂液及其制备方法
技术领域
本发明属于压裂液技术领域，具体涉及一种采用油田污水配制的冻胶压裂液，同时还 涉及一种采用油田污水配制的冻胶压裂液的制备方法。
背景技术
在压裂施工过程中，压裂液的性能对油田的增产增储起着至关重要的作用。压裂液的 配制用水一般为清水，并且用水量较大，由于山西、甘肃等地区水资源匮乏，给配制压裂 液带来较多的问题;另一方面，随着油田开采进入中后期，原油含水量高达80%～90%， 油田污水的处理成为一个日益严峻的问题。中石化碧水蓝天环保计划，要求在2015年达 到油田污水零排放，如果能采用油田污水配制压裂液，既能缓解水力压裂对水资源的需求 又能解决油田污水处理问题。
相对于清水，油田污水自身具高矿化度、与地层的配伍性好的特性，将其用于配制压 裂液具有低伤害的优势，但是油田污水水质条件差，存在无机盐、有机物和细菌等多种成 分，各种组分之间相互交叉，又存在相互作用。直接利用经过简单絮凝沉淀过滤处理后的 油田污水配制常规的冻胶压裂液存在基液粘度偏低，且无法交联的问题，其耐温耐剪切性 能不能满足现场压裂施工需求。因此需要一种新的方法，解决污水配制冻胶压裂液目前存 在的问题，以提高其耐温耐剪切性能，满足压裂施工需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种采用油田污水配制的冻胶压裂液，解决现有采用污水配制的 压裂液粘度及交联异常、耐温耐剪切性能差，无法满足现场施工需求的问题。
本发明的第二个目的是提供一种采用油田污水配制的冻胶压裂液的制备方法。
为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种采用油田污水配制的冻胶压裂 液，包括以下重量百分比的组分：水质调节剂0.01%～1%、杀菌剂0.01%～0.5%、稠化剂 0.1%～0.8%、交联剂0.1%～0.5%、破胶剂0.01%～0.5%，余量为油田污水。
所述水质调节剂为pH调节剂和乙二胺四乙酸钠盐的混合物;所述水质调节剂中，pH 调节剂与乙二胺四乙酸钠盐的质量比为1～2:1～3。
所述pH调节剂为盐酸或反丁烯二酸。
所述乙二胺四乙酸钠盐为乙二胺四乙酸二钠。
所述杀菌剂为戊二醛、异噻唑啉酮中的任意一种或组合。
所述稠化剂为羟丙基胍胶或羧甲基羟丙基胍胶。
所述交联剂为pH值为7～8的有机硼交联剂。
所述有机硼交联剂为市售商品，由新乡市玄泰实业有限公司生产(商品名为低浓度胍 胶交联剂，商品型号为D-1)。
所述破胶剂为过硫酸铵。
所述油田污水为油田采出污水、压裂返排液、洗井液中的任意一种或几种的混合物。
所述冻胶压裂液用于井温在90℃以下的油气井压裂操作。
一种上述的采用油田污水配制的冻胶压裂液的制备方法，包括下列步骤：
1)取油田污水，依次加入水质调节剂、杀菌剂、稠化剂，搅拌，至稠化剂完全溶胀 后，得基液;
2)取交联剂、破胶剂加入步骤1)所得基液中，混合均匀，即得所述冻胶压裂液。
本发明的采用油田污水配制的冻胶压裂液适用于井温在90℃以下的油气井压裂操作。
本发明的采用油田污水配制的冻胶压裂液，一方面通过向油田污水中添加改变水质的 助剂(水质调节剂)，增强了稠化剂中邻位顺式羟基形成氢键水和的作用，从而改善了油 田污水配制冻胶压裂液的基液粘度，解决了粘度偏低的问题;另一方面利用pH值为7～8 的有机硼交联剂与油田污水良好的配伍性特征，提高了污水配制冻胶压裂液的耐温耐剪切 性能;辅助杀菌剂等，形成一种采用油田污水配制的压裂液。
本发明的采用油田污水配制的冻胶压裂液中，水质调节剂通过络合剂乙二胺四乙酸钠 盐及pH调节剂的协同作用，显著改善了配制瓜胶溶液的水质，一方面增强了稠化剂中邻 位顺式羟基形成氢键水和的作用，另一方面掩蔽了污水水质中影响胍胶溶胀及交联的多价 金属离子。
由于油田污水中存在一定量的Si4+、B3+、Fe3+等过渡元素多价阳离子形成的配位化合 物，在较强的碱性条件下，可迅速与稠化剂中邻位顺式羟基结合形成单二醇或双二醇络合 物，阻碍了有机硼交联剂与胍胶的有效交联，从而导致污水配制的冻胶压裂液交联效果不 佳。本发明采用pH值为7～8的有机硼交联剂，有效调控了交联剂中硼酸根的解离速度， 促进了硼酸根与稠化剂中邻位顺式羟基的络合反应，同时避免了污水中过渡元素多价阳离 子配位化合物与稠化剂之间形成的假性交联。
本发明的采用油田污水配制的冻胶压裂液，由水质调节剂、杀菌剂、稠化剂、交联剂、 破胶剂与油田污水复配而成，具有良好的耐温耐剪切性能，在90℃、170s-1条件下剪切 90min，尾粘大于100mPa·s，满足现场施工需求;采用油田污水配制压裂液，对水质要求 低，既缓解了水力压裂对水资源的需求，又解决了油田污水的处理问题，避免了污水的过 度处理;同时，该压裂液充分利用了油田污水矿化度高、与地层配伍性好的特性，配制的 压裂液具有良好的粘土防膨性，防膨率达到90%，地层伤害率小(小于25%)，从而减少 了防膨剂的使用，节约了成本;该压裂液的pH为中性(7～7.5)，适用地层范围广，避免 了对碱敏、酸敏等敏感地层的伤害，具有良好的经济效益和环境效益，适合推广应用。
本发明的采用油田污水配制的冻胶压裂液的制备方法，先将水质调节剂、杀菌剂、稠 化剂加入油田污水中，待稠化剂完全溶胀后再加入交联剂和破胶剂，所得冻胶压裂液具有 良好的耐温耐剪切性能;该制备方法工艺简单，操作方便，成本低，便于现场施工配制， 具有广阔的应用前景。